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Programmieren lernen mit EV3

Book Description

• das Buch setzt keine Programmierkenntnisse voraus• auch Einsteiger lernen die Programmierkonzepte bis hin zu fortgeschrittenen Programmierpraktiken mit EV3 kennen• sowohl für die normale Einzelhandels- als auch für die Education-Ausgabe des EV3-Kastens

Table of Contents

  1. Cover
  2. Titel
  3. Impressum
  4. Widmung
  5. Der Autor
  6. Die Fachgutachter
  7. Danksagung
  8. Einleitung
    1. Zielpublikum
    2. Voraussetzungen
    3. Der Inhalt dieses Buches
    4. Wie du dieses Buch lesen solltest
  9. 1 Lego und Roboter: eine großartige Kombination
    1. Lego Mindstorms EV3
    2. Der Lego-Mindstorms-EV3-Kasten
    3. Die Lego-Mindstorms-EV3-Software
    4. Software, Firmware und Hardware
    5. Kunst und Wissenschaft
    6. Merkmale von guten Programmen
    7. Was du in diesem Buch lernst
    8. Die Online-Community zu Lego Mindstorms
    9. Wie geht es weiter?
  10. 2 Die EV3-Programmierumgebung
    1. Die Mindstorms-Software im Überblick
      1. A: Der Programmierbereich
      2. B: Der Inhalts-Editor
      3. C: Die Programmierpaletten
      4. D: Die Hardwareseite
      5. E: Schaltflächen zum Herunterladen und Ausführen
    2. EV3-Programme schreiben
    3. Allgemeiner Aufbau von Blöcken
    4. Dein erstes Programm
      1. Deine Änderungen speichern
    5. Sicherungskopien anlegen
      1. Das Programm ausführen
    6. Projekteigenschaften
    7. Dein zweites Programm
    8. Kommentare
      1. Kommentare hinzufügen
      2. Tipps für die Arbeit mit Kommentaren
    9. Kontexthilfe
    10. Zusammenfassung
  11. 3 TriBot: der Testroboter
    1. Bestandteile des TriBots
    2. Motor und Räder
    3. Die Laufrolle
      1. Die Laufrolle aus Teilen der Home Edition bauen
      2. Die Laufrolle aus Teilen der Education Edition bauen
    4. Den EV3-Stein hinzufügen
    5. Den Infrarot- oder den Ultraschallsensor montieren
    6. Den Farbsensor anschließen
    7. Den Kreiselsensor anbauen (Education Edition)
    8. Die Stoßstange mit Berührungssensor bauen
    9. Die Kabel anschließen
      1. Den Berührungssensor verkabeln
      2. Den Infrarot- oder Ultraschallsensor verkabeln
      3. Den Farbsensor verkabeln
      4. Den Kreiselsensor verkabeln (Education Edition)
      5. Die Motoren verkabeln
    10. Alternative Platzierung des Farbsensors
    11. Alternative Platzierung des Infrarot- oder Ultraschallsensors
    12. Den Hubarm bauen
    13. Zusammenfassung
  12. 4 Bewegung
    1. Die EV3-Motoren
    2. Der Bewegungslenkungsblock
      1. Modus
      2. Lenkung
      3. Leistung
      4. Dauer
      5. Am Ende bremsen
      6. Anschlüsse
    3. Die Anschlussansicht
    4. Die Anschlussansicht auf dem EV3-Stein
    5. Das Programm ThereAndBack
      1. Vorwärtsbewegung
      2. Wenden
      3. Einen einzelnen Block testen
      4. Zurück zur Ausgangsposition
    6. Das Programm AroundTheBlock
      1. Die erste Seite und die erste Ecke
      2. Die drei anderen Seiten und Ecken
      3. Das Programm testen
    7. Der Hebellenkungsblock
    8. Die Blöcke für große und mittlere Motoren
    9. Der Hubarm
    10. Der Block »Motor umkehren«
    11. Ein Problem bei der Einstellung »Auslaufen«
    12. Noch mehr zum Ausprobieren
    13. Zusammenfassung
  13. 5 Sensoren
    1. Sensoren verwenden
    2. Der Berührungssensor
    3. Das Programm BumperBot
      1. Vorwärtsbewegung
      2. Hindernisse erkennen
      3. Zurücksetzen und wenden
      4. Testen
    4. Der Farbsensor
      1. Der Farbmodus
      2. Stärke des reflektierten Lichts
      3. Stärke des Umgebungslichts
      4. Die Anschlussansicht
    5. Das Programm IsItBlue
      1. Der Schalterblock
      2. Das Programm verbessern
    6. Das Programm LineFinder
      1. Den Schwellenwert mithilfe der Anschlussansicht finden
    7. Der Infrarotsensor und die Fernsteuerung
      1. Der Nähemodus
      2. Die Modi Signal-Richtung und Signal-Nähe
      3. Der Fernsteuerungsmodus
    8. Das Programm BumperBotWithButtons
    9. Der Ultraschallsensor
      1. Die Modi »Distanz in Zentimetern« und »Distanz in Zoll«
      2. Der Modus Anwesenheit/Wahrnehmen
    10. Das Programm DoorChime
      1. Eine Person wahrnehmen
      2. Den Gong abspielen
      3. Die Wiedergabe des Gongs beenden
    11. Der Kreiselsensor
      1. Der Ratenmodus
      2. Der Winkelmodus
      3. Den Winkel zurücksetzen
    12. Das Programm GyroTurn
    13. Der Motorumdrehungssensor
      1. Das Programm BumperBot2
    14. Noch mehr zum Ausprobieren
    15. Zusammenfassung
  14. 6 Programmablauf
    1. Der Schalterblock
      1. Die Bedingung festlegen
    2. Das Programm LineFollower
      1. Das Grundprogramm
      2. Einen Schwellenwert für den Farbsensor wählen
      3. Die Bewegungslenkungsblöcke einrichten
      4. Das Programm testen
      5. Mehr als zwei Wahlmöglichkeiten
      6. Das Programm testen
      7. Die Registeransicht
    3. Das Programm RedOrBlue
      1. Rote Objekte erkennen
      2. Einen neuen Fall hinzufügen
      3. Der Standardfall
    4. Der Schleifenblock
    5. Der Schleifen-Interrupt-Block
      1. Das Programm BumperBot3
    6. Noch mehr zum Ausprobieren
    7. Zusammenfassung
  15. 7 Das Programm WallFollower: Orientierung im Labyrinth
    1. Pseudocode
    2. Aus einem Labyrinth herausfinden
    3. Anforderungen an das Programm
    4. Annahmen
    5. Erster Entwurf
    6. Einer geraden Wand folgen
      1. Den Code schreiben
      2. Testen
    7. Um die Ecke biegen
      1. Den Code schreiben
      2. Testen
    8. Durch eine Öffnung fahren
      1. Den Code schreiben
      2. Testen
    9. Abschlusstest
    10. Noch mehr zum Ausprobieren
    11. Zusammenfassung
  16. 8 Datenleitungen
    1. Was sind Datenleitungen?
    2. Das Programm GentleStop
      1. Das Programm schreiben
    3. Tipps für die Verwendung von Datenleitungen
    4. Das Programm SoundMachine
      1. Die Lautstärke regeln
      2. Den Matheblock verwenden
      3. Die Tonhöhensteuerung hinzufügen
    5. Datentypen
    6. Die Frequenz- und Lautstärkewerte anzeigen
      1. Den Textblock verwenden
      2. Beschriftungen für angezeigte Werte hinzufügen
      3. Die Lautstärke anzeigen
    7. Noch mehr zum Ausprobieren
    8. Zusammenfassung
  17. 9 Datenleitungen am Schalterblock
    1. Die Wertmodi des Schalterblocks
    2. Das Programm GentleStop umschreiben
    3. Daten in einen Schalterblock übergeben
    4. Vorteile bei der Verwendung eines Sensorblocks
    5. Daten aus einem Schalterblock heraus übergeben
    6. Das Programm LineFollower vereinfachen
    7. Noch mehr zum Ausprobieren
    8. Zusammenfassung
  18. 10 Datenleitungen am Schleifenblock
    1. Der Logikmodus
    2. Der Schleifenindex
      1. Das Programm LoopIndexTest
      2. Eine Schleife neu starten
      3. Der letzte Wert des Schleifenindex
    3. Das Programm SpiralLineFinder
      1. Einen Spiralkurs fahren
      2. Linien während der Spiralbewegung erkennen
    4. Bessere Drehungen mit dem Kreiselsensor
    5. Noch mehr zum Ausprobieren
    6. Zusammenfassung
  19. 11 Variablen
    1. Der Variablenblock
    2. Das Programm RedOrBlueCount
      1. Variablen erstellen und initialisieren
      2. Die Anfangswerte anzeigen
      3. Die roten Objekte zählen
      4. Die blauen Objekte zählen
    3. Variablen auf der Projekteigenschaftenseite verwalten
    4. Der Vergleichsblock
    5. Das Programm LightPointer
      1. Die Variablen definieren
      2. Die Lichtquelle finden
      3. Das Programm LightPointer schreiben
    6. Der Konstantenblock
    7. Noch mehr zum Ausprobieren
    8. Zusammenfassung
  20. 12 Eigene Blöcke
    1. Eigene Blöcke erstellen
    2. Die Palette Eigene Blöcke
    3. Eigene Blöcke bearbeiten
    4. Der Eigene Block LogicToText
      1. Parameter hinzufügen, entfernen und verschieben
      2. Das Register Parametereinrichtung
    5. Der Eigene Block DisplayNumber
    6. Parameter von Eigenen Blöcken ändern
    7. Variablen und Eigene Blöcke
    8. Noch mehr zum Ausprobieren
    9. Zusammenfassung
  21. 13 Der Mathe- und der Logikblock
    1. Der Modus »Großer Funktionsumfang« des Matheblocks
      1. Unterstützte Operatoren und Funktionen
      2. Der Modulo-Operator
      3. Fehler im Matheblock
    2. Ein proportionales Spurfolgeprogramm
    3. EV3-Zeitgeber
    4. Das Programm DisplayTimer
      1. Den Zeitgeber-Messwert in Minuten und Sekunden aufteilen
      2. Den Text für die Anzeige zusammenstellen
    5. Der Rundungsblock
    6. Der Zufallsblock
    7. Das Programm BumperBot mit einer zufälligen Drehung
    8. Der Logikblock
    9. Logische Operationen im Programm BumperBot
    10. Der Bereichsblock
    11. Das Programm TagAlong
    12. Das Programm GyroPointer
    13. Noch mehr zum Ausprobieren
    14. Zusammenfassung
  22. 14 Tasten, Statusleuchte und Anzeige des EV3-Steins
    1. Die Tasten des EV3-Steins
    2. Das Programm PowerSetting
      1. Der Anfangswert und die Schleife
      2. Den aktuellen Wert anzeigen
      3. Den Leistungswert anpassen
      4. Das Programm testen
      5. Schnelle Änderung des Werts
    3. Die Stein-Statusleuchte
    4. Das Programm ColorCopy
    5. Der Anzeigeblock
      1. Ein Bild anzeigen
    6. Das Programm Eyes
    7. Auf dem EV3-Bildschirm zeichnen
    8. Das Programm EV3Sketch
    9. Noch mehr zum Ausprobieren
    10. Zusammenfassung
  23. 15 Arrays
    1. Überblick und Terminologie
    2. Arrays erstellen
    3. Der Block Array-Operationen
      1. Der Längemodus
      2. Der Modus »Lesen aus Index«
      3. Der Modus »Schreiben in Index«
      4. Der Modus »Anfügen«
    4. Das Programm ArrayTest
    5. Das Programm ButtonCommand
      1. Das Befehlsarray erstellen
      2. Die Befehle anzeigen
      3. Die Befehle ausführen
    6. Das Programm ColorCount
      1. Der Eigene Block ColorToText
      2. Der Eigene Block AddColorCount
      3. Eine Klangdatei über eine Datenleitung auswählen
      4. Initialisierung
      5. Farben zählen
    7. Das Programm MemoryGame
      1. Der Anfang der Schleife
      2. Die Farbfolge zusammenstellen
      3. Der Eigene Block WaitForButton
      4. Die Antwort des Benutzers überprüfen
    8. Noch mehr zum Ausprobieren
    9. Zusammenfassung
  24. 16 Dateien
    1. Der Dateizugriffsblock
      1. Den Dateinamen festlegen
      2. In eine Datei schreiben
      3. Aus einer Datei lesen
    2. Den Highscore in MemoryGame speichern
    3. Das Programm FileReader
    4. Dem Programm ColorCount ein Menü hinzufügen
      1. Der Eigene Block CreateMenu_CC
      2. Der Eigene Block SelectOption
      3. Die neue Struktur des Programms ColorCount
      4. Objekte zählen
      5. Die Zähldaten speichern und laden
      6. Testen
    5. Speicherverwaltung
    6. Noch mehr zum Ausprobieren
    7. Zusammenfassung
  25. 17 Datenprotokollierung
    1. Datenerfassung mit dem EV3-System
    2. Der Messwert »Stromstärke«
      1. Das Programm CurrentPowerTest
      2. Der Eigene Block LogData
      3. Das Programm CurrentPowerTest2
      4. Die aktuelle Leistung mit dem Bewegungslenkungsblock testen
    3. Das Programm SteeringTest
    4. Das Programm VerifyLightPointer
    5. Die Menge der Daten beeinflussen
    6. Noch mehr zum Ausprobieren
    7. Zusammenfassung
  26. 18 Multitasking
    1. Mehrere Startblöcke
    2. Der Block »Programm beenden«
    3. Blockierende Schleifen vermeiden
    4. Ein Blinklicht zum Programm DoorChime hinzufügen
    5. Programmablaufregeln
      1. Startblöcke und Datenleitungen
      2. Werte aus einem Schleifen- oder Schalterblock verwenden
      3. Eigene Blöcke verwenden
    6. Zwei Sequenzen zeitlich abstimmen
    7. Schwierigkeiten vermeiden
    8. Noch mehr zum Ausprobieren
    9. Zusammenfassung
  27. 19 Eine PID-gesteuerte Version des Programms LineFollower
    1. Der PID-Regler
    2. Proportionalregelung
      1. Die Rohdaten
      2. Gute und schlechte Zonen
    3. Den niedrigsten und den höchsten Messwert des Sensors bestimmen
    4. Die Sensormesswerte und den Sollwert normalisieren
    5. Die Proportionalregelung des Programms LineFollower verbessern
    6. Die PID-Regelung hinzufügen
      1. Den Differenzialterm hinzufügen
      2. Den Integralterm hinzufügen
      3. Den Regler einstellen
    7. Noch mehr zum Ausprobieren
    8. Zusammenfassung
  28. A Kompatibilität von NXT und EV3
    1. Motoren
    2. Sensoren
    3. Software
  29. B Websites rund um EV3
  30. Index